Esci dai Frame

  Intelligenza Artificiale (a.a. 2019/20)
Primo Semestre
Docente: Roberto Basili Email: basili@info.uniroma2.it
    Elenco dei File nel deposito

Sommario Contenuti

1.Novità

2.Programma del Corso

3.Testi di Riferimento

4.Link Utili

5.Diapositive delle lezioni

6.Progetti ed Esercizi Proposti


Novità

  • Il Calendario dei due appelli d'esame di recupero, Sessione Settembre 2020 e' il seguente:
    • Scritti prima sessione (TRM1+DA1): 2 Settembre 2020, ore: 10:00, su piattaforma Teams
    • Primo Orale di discussione della DA1: 7 Settembre 2020, ore 10:00, su piattaforma Teams

    • Scritti seconda sessione (TRM2+DA2): 23 Settembre 2020, ore 10:00 su piattaforma Teams
    • Secondo Orale di discussione della DA2: 25 Settembre 2020, ore 14:00, su piattaforma Teams


  • !!! AVVISO !!! : CAMBIAMENTO DATA d'ESAME
    La seconda prova d'esame della Sessione Estiva che si svolgera' in forma esclusivamente telematica secondo le attuali raccomandazioni sulla gestione della Fase 2 della emergenza COVID-19 secondo le stesse modalita' descritte più in basso in questa pagina,
    NON SI TERRA' il 21/7/2020 come precedentemente annunciato, ma il 27/7/2020,
    secondo il seguente orario:
    • Prova Scritta seconda sessione (TRM2+DA2): 27 Luglio 2020, ore 10:00 su piattaforma Teams
    • Seconda Prova Orale di discussione della DA2: 28 Luglio 2020, ore 10:00, su piattaforma Teams
    Al termine delle prove orali gli studenti potrano accettare e verbalizzare il voto proposto. Gli studenti sono pregati di prenotarsi presso il portale Delphi.


  • Verbalizzazione CREDITI DI TIPO D. Gli studenti che hanno superato la prova d'esame di Febbraio e che intendono fruire del riconoscimento dei crediti di tipo D sono invitati a inviare una mail al docente (basili@info.uniroma2.it), entro il 20 Giugno 2020, con il seguente oggetto
    "IA2019-20: Richiesta riconoscimento 6 CFU di tipo D - (_COGNOME) (_NOME) (_MATRICOLA)",
    inserendo il proprio cognome, nome e matricola. In questo modo verranno inseriti nei moduli di riconoscimento in tempo utile per la sessione di Laurea di Luglio 2020.
  • Verbalizzazione dell'esame con progetti. Gli studenti che stanno svolgendo il progetto ed intendono discuterlo entro l'estate sono invitati a registrarsi agli esami della Sessione estiva, perchè la loro verbalizzazione si inserirà in tali date.
  • Esami della Sessione Estiva: Le prove d'esame della Sessione Estiva si svolgeranno in forma esclusivamente telematica secondo le attuali raccomandazioni sulla gestione della Fase 2 della emergenza COVID-19.
    MODALITA' dell'ESAME. . Le prove comprenderanno, in analogia con gli scritti e gli orali d'esame tradizionali, le seguenti fasi:
    • Un Test a Risposte Multiple (TRM) su tutto il programma del Corso del corrente a.a., da eseguirsi su Teams attraverso la modalità di MS Forms. (Tempo circa: 30 minuti)
    • Una Domanda Aperta (DA) da eseguire in remoto, nei minuti successivi al test a risposte multiple, che riguarda la discussione di un tema del programma o la progettazione di un algoritmo di ricerca per un agente (Tempo: 80-90 minuti)
    • Nei giorni successivi all'esame (vedi date di sotto), una Prova Orale che riguarda la discussione della domanda aperta, per la verifica di eventuali errori e la discussione della impostazione. Tale discussione è diretta esclusivamente a coloro che superano la prova scritta con una valutazione almeno sufficente.
    Il Calendario dei due appelli d'esame e' dunque il seguente:
    • Scritti prima sessione (TRM1+DA1): 23 Giugno 2020, ore: 14:30, su piattaforma Teams
    • Primo Orale di discussione della DA1: 25 Giugno 2020, ore 14:30, su piattaforma Teams

    • Scritti seconda sessione (TRM2+DA2): 21 Luglio 2020, ore 14:00 su piattaforma Teams
    • Secondo Orale di discussione della DA2: 23 Luglio 2020, ore 14:00, su piattaforma Teams
    Al termine delle prove orali gli studenti potrano accettare e verbalizzare il voto proposto. Gli studenti sono pregati di prenotarsi presso il portale Delphi.

  • Meeting Telematico sui Progetti a.a. 2019-20 del 10 Marzo 2020.
    Il ricevimento previsto domani MARTEDI' 10 Marzo alle ore 17:00 non si terra' a causa delle restrizioni di mobilità imposte alla popolazione ed in particolare agli uffici dell'Universita'. Il meeting e' integralmente sostituito da una videoconferenza alla stessa ora su piattaforma Teams (di Microsoft) che consentira' agli studenti interessati ed al docente di porre e ricevere domande.
    I dettagli (cioe' il link da usare per partecipare in collegamento Web al meeting tramite browser standard) saranno forniti via e-mail agli studenti che confermeranno con e-mail al docente la loro volonta' di partecipazione. Verra' creata la mailing list degli indirizzi per tutti gli studenti partecipanti che ne faranno richiesta entro le 13:00 di domani, 10 Marzo 2020. Gli studenti sono quindi invitati a confermare entro tale orario.



  • Progetti a.a. 2019-20. Questa presentazione contiene una presentazione audio dei progetti (vedi versione video QUI - ATTENZIONE ca. 96 Mb di download). Gli studenti sono invitati a seguire le istruzioni per contattare il docente, mettere a fuoco i singoli progetti di interesse e registrarsi con il proprio TEAM ad uno di essi (vedi le azioni necessarie a slide 19).

    Le sessioni di ricevimento vanno comunicate e concordate via e-mail con il docente ed avranno inizio a partire dal
    • MARTEDI' 10 Marzo 2020, h. 17:00-18:00, ufficio del docente

  • !!! ATTENZIONE !!! In osservanza del DPCM riguardante l’adozione di misure per il contrasto ed il contenimento sull’intero territorio nazionale del diffondersi del virus Covid-19, sono sospese le lezioni e le esercitazioni previste per tutti i Corsi di studio sino al 15 marzo 2020.

    E' dunque cancellato il calendario delle lezioni compresi gli incontri sui progetti
    .
    E' invece confermata la calendarizzazione delle sedute di verbalizzazione e di esami orale.

    I progetti saranno pubblicati da oggi su questa pagina e potranno essere discussi a gruppi ristretti presso l'ufficio del docente, previo appuntamento da definirsi con scambio di e-mail.

  • Il giorno 5 Marzo 2020 l'incontro sui progetti si terra' in AULA B13 a partire dalle ore 16:30. Gli studenti interessati sono invitati a partecipare.
  • Risultati Completi della Seconda Prova d'esame del 26 Febbraio 2020.
    Le date di verbalizzazione per gli esami sin qui sostenuti sono le seguenti:
    • MER 4 Marzo 2020, h. 15:30-17:30, presso l'ufficio del docente
    • VEN 6 Marzo 2020, h. 10:00-12:00, presso l'ufficio del docente
    • LUN 9 Marzo 2020, h. 17:00-19:00, presso l'ufficio del docente
    In tali giorni al termine delle verbalizzazioni si terrano gli orali per gli studenti che chiedono il prefezionamento del voto finale. Per meglio organizzare l'esame, gli studenti interessati all'orale sono pregati di comunicarlo preventivamente al docente due giorni prima del giorno di verbalizzazione interessato.

    Il giorno 5 Marzo 2020 in un aula che verra' comunicata al piu' presto verranno presentati i temi e gli aspetti tecnici dei progetti proposti per 3 o 6 crediti supplementari di tipo D. Gli studenti interessati sono invitati a partecipare.

  • Aula dell Secondo Appello d'ESAME: La SECONDA PROVA FINALE si terra'
    il giorno 26 Febbraio 2020 in Aula 6 Sogene dalle ore 10:00.
    Gli studenti sono pregati di prenotarsi presso il portale Delphi.


  • Il compito scritto del secondo esonero potra' essere visionato presso l'ufficio del docente nelle seguenti date:
    - Merc 19/2 alle ore 15:30
    - Lun 24/2 alle ore 15:30

    L'orale facoltativo dell'esame potra' essere sostenuto comunicandone la intenzione a valle di questi incontri o dopo la data del Test Finale.


  • ANNUNCIO: Gli studenti del Corso di Intelligenza Artificiale sono tutti invitati Venerdi 21 Febbraio 2020 ore 15.00 - 18.00 Aula Gismondi, Macroarea di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali per la presentazione delle Tesi di Laurea Magistrale dei colleghi laureandi. Gli argomenti delle Tesi di Laurea rappresentano bene le sfide, le idee ed i risultati delle attività progettuali e sperimentali nell'area dell'Intelligenza Artificiale, così come trattate dai Corsi della Laurea Magistrale.

  • Risultati Completi della Seconda Prova di esonero del 31 Gennaio 2020.
    Risultati Completi della Prima Prova d'esame del 31 Gennaio 2020
    .
    I compiti potranno essere visionati previo appuntamento con il docente da concordare via e-mail.
    I progetti proposti per 3 crediti supplementari saranno pubblicati su queste pagine al più presto.


  • *** Mouse and Cheese (In Prolog) - apprendimento di regole logiche
  • Appello d'ESAME: La SECONDA PROVA d'ESONERO e la PRIMA PROVA FINALE si terranno in contemporanea,
    il giorno 31 Gennaio 2020 in Aula 4 PP2 dalle ore 9:30 alle 14:30.
    Gli studenti sono pregati di prenotarsi presso il portale Delphi.

    Il Secondo Appello della Sessione d'esame per la Seconda Prova Finale si terra' il 26 Febbraio 2020 alle 9:30 in un Aula da definire, che sara' comunicata al piu' presto su queste pagine.
  • Slides di Introduzione alla prova d'esonero e alla Test Finale nella Sezione "Progetti ed Esercizi Proposti".
  • Risultati Completi della prova di esonero del 14 Novembre 2019.
    I compiti potranno essere visionati a partire dal 14 Gennaio 2020 al regolare riprendere delle lezioni.
    Le lezioni del Corso riprenderanno regolarmente a partire da Martedi' 14 Gennaio 2020 alle ore 9:00.


  • Nella Sezione Programma E' disponibile una nuova versione analitica del programma, con i riferimenti puntuali alle sezioni dei libri di testo.

  • Discussione sulle proposte di Progetto 2019-20 e proposte di Esercizi. ***

  • *** ATTENZIONE ***: La lezione del 14 Dicembre 2019 (h. 9:00 Aula 3A) e' annullata a causa dell'allerta METEO. Le lezioni proseguiranno regolarmente a partire da Martedi' 17 Dicembre alle 9:00 in Aula 3A.
    Si acceda all'esercizio di progettazione di una grammatica in Prolog comunicato nella lezione del 12 Dicembre: si modifichi il codice per ottenere la riscrittura degli alberi di derivazione sintattica. Si scrivano almeno due formalismi per la loro rappresentazione e gli algoritmi di stampa ("pretty print") degli alberi ottenuti.
  • *** Esercizi Logica dei Predicati (Chapter 8). ***
    *** File e Dati per il primo esrcizio Prolog: Prolog come linguaggio Relazionale.
    DOMANDE ed ESERCIZI:
    • Sulla mappa fornita, definire in Prolog gli algoritmi di ricerca in ampiezza, e profondità, e gli algoritmi informati come best-first o A*.
    • Confrontare la qualità delle soluzioni dei diversi algoritmi su un campione randomico di coppie (Citta' di partenza, Citta' di uscita)
    • Utilizzare un algoritmo come A* come pianificatore di un viaggio e simulare un agente di viaggio in Prolog: si usi la mappa come l'ambiente dell'agente, l'algoritmo A* come pianificatore e si simuli la attuazione del pino animando un rendering grafico (ad esempio anomando i punti di una matrice).
  • *** Domande relative al Capitolo 7 - Agenti Logici e Calcolo Proposizionale . ***

  • Risultati della prova a Risposte Multiple del Primo Esonero, 14 Novembre 2019.
    I risultati completi appariranno al piu' presto su queste pagine.


  • La lezione di Giovedi' 21 Novembre 2019, delle ore 16:00 non si terra'.


  • *** Domande per la lezione di Martedì 12 Novembre 2019 ***
    (Soluzioni alle domande)

  • *** Aule delle lezioni del Giovedi'*** Si comunica che l'aula delle lezioni del Giovedi' è per tutto il semestre l'aula 5 PP2, trannne che nelle seguenti date, quando le lezioni si terranno alla stessa ora in Aula 1 PP2
    • Giovedi' 14 Novembre 2019, h. 11:00 Aula 1 PP2
    • Giovedi' 12 Dicembre 2019, h. 11:00 Aula 1 PP2
    Di conseguenze la Prima Prova di Esonero del 14 Novembre, h. 11:00, si terra' in Aula 1 P2 e non 5 come precedentemente comunicato.



  • *** Prima Prova d'Esonero*** La prima prova d'esonero per il corso nell'a.a. 2019.20 si terrà:
    *** il giorno 14 Novembre 2019, dalle ore 11:00 alle 14:00 nell'aula della lezione (Aula 1 PP2)


  • Le lezioni supplementari del Giovedì si terranno alle ore 11:00 in Aula 5 PP2 a partire da Giovedi' 31 Ottobre.

  • URGENTE! - Giovedì 24 Ottobre alle ore 11:00 si terrà in Aula 3 PP2 una lezione supplementare del Corso, sulla implementazione e sull'addestramento degli Agenti. Gli studenti che seguono il Corso sono caldamente invitati a partecipare alla lezione.

  • Il 18 Ottobre ha avuto inizio il MAKER FAIRE di Roma 2019, dove tecnologie di AI sono presentate da laboratori di Ricerca, Scuole e Start-Up industriali nell'area delle tecnologie intelligenti.
  • Le lezioni del Corso inizieranno regolarmente Martedi' 8 Ottobre 2019, alle ore 9:00 in Aula A3, Macroarea Scienze.
    Gli studenti che intendono seguire il Corso sono pregati di registrarsi ad esso, accedendo al sito Delphi.

  • Calendario delle lezioni del Corso:
    • MARTEDI', h. 9:00-11:00 (Aula 3A Macroarea di Scienze)
    • VENERDI', h. 9:00-11:00 (Aula 3A Macroarea di Scienze)
  • Le diapositive delle lezioni saranno pubblicate durante il ciclo delle lezioni su queste pagine.
  • Il Corso insiste sulle ricerche ed i progetti innovativi del Semantics Analytics Group (SAG), che si occupa di Machine Learning e Natural Language Processing nella progettazione ed ingegnerizzazione di Sistemi Software Avanzati di Intelligenza Artificiale, e nelle loro applicazioni predittive nella interpretazione e ricerca di documenti, nella sicurezza in rete, nella analisi dei Social Network e nei processi di Digital Transformation.
    Sono attive alcune sperimentazioni e progetti presso il SAG Laboratory for Semantics Analytics, da cui sono emanate annualmente alcune Borse di Studio e Premi di Laurea.
    Sara' possibile discutere in dettaglio le diverse Tesi con il coordinatore di SAG, prof. Roberto BASILI, o con il responsabile tecnico del Laboratorio, prof. Danilo CROCE.
    L'orario di ricevimento, diverso da quello dei Corsi, e' da concordare con i docenti via e-mail.


    RECENTI PROPOSTE di TESI di LAUREA.

Programma


Segue il programma preliminare del Corso che sara' messo a punto ed finalizzato al termine delle lezioni del Corso.

Section I: Paradigmi di Intelligenza Artificiale.
Intelligenza Artificiale: introduzione: fondamenti e storia dell’IA. Fondamenti filosofici dell’IA. IA e etica. (N&R, 1)
Agenti Intelligenti: definizione. Agenti Razionali e Ambiente Operativo. (N&R 2)
Metodi di Soluzione dei Problemi: Ricerca, Ottimizzazione, Giochi, Soddisfazione di Vincoli. Risoluzione di Problemi attraverso la Ricerca automatica. Strategie di Ricerca non informate ed euristiche. (N&R 3, 4) Facoltativo: Alpha–Beta Pruning. Problemi a Soddisfazione di Vincoli. Propagazione dei Vincoli: Inferenza nei CSPs.

Section II: Conoscenza negli Agenti Razionali.
Conoscenza: Rappresentazione e Uso. Dimostrazione dei teoremi in logica proposizionale. Ingegneria della conoscenza in Logica del Primo Ordine. Inferenza in Logica del Primo Ordine. Programmazione Logica. Ragionamento e Pianificazione. Agenti Logici. Agenti basati su conoscenza. (N&R 7, 8, 9.1, 9.2, 9.5) Pianificazione Classica.
Rappresentazione della conoscenza. Modelli di Rappresentazione della Conoscenza alternativi: reti semantiche e frame. Ingegneria delle Rappresentazioni Ontologiche. (N&R 12.1, 12.2, 12.3, 12.5) Ragionamento ontologico.
Incertezza, Conoscenza e Ragionamento. Ragionamento Probabilistico.
Machine Learning. Apprendimento da esempi. Alberi di Decisione. Teoria Statistica dell’Apprendimento. Reti neurali artificiali. Metodi non parametrici: SVM. Apprendimento e Rappresentazione della Conoscenza. Apprendimento di Modelli Probabilistici. (N&R 13, 14.1, 14.2, 18.1-18.7, 18.9, 18.11, 21.1, 21.2)

Section III: Agenti Razionali: Comunicazione e Applicazioni.
Comunicazione e azione negli agenti intelligenti. Trattamento Automatico delle Lingue (Natural Language Processing, Robotica). (Jur&Mart 1; N&R 23.1, 23.2, 23.3, Pereira&Shieber Chapt. 4)


Testi di Riferimento

  • Intelligenza Artificiale: paradigmi - Intelligenza artificiale 3/Ed. - Vol. 1, Un approccio moderno, Stuart Russell, Peter Norvig. Pearson, ISBN9788871925936, 2010.
  • Applicazioni dell'IA - Introduction to Information Retrieval, C. D. Manning, P. Raghavan and H. Schutze, Cambridge University Press. 2008. Book Home page HERE.
  • NLP Jurafsky Martin (J&M). ”Speech and Language Processing”, D. Jurafsky and J. H .Martin, Prentice-Hall, 2009., Terza edizione.
  • NLP Pereira&Shieber (P&S). Fernando C.N. Pereira and Stuart M. Shieber. "Prolog and Natural-Language Analysis", volume 10 of CSLI Lecture Notes. Chicago University Press, Stanford, 1987., Edizione Digitale.
  • Dispense fornite dal docente.

Lezioni (Lucidi)

  • Saranno rese disponibili in questa sezione le dispense di tutte le lezioni del Corso per l'a.a. 2019-20
  • Lezione 0: Introduzione al Corso IA (a.a. 2019-20). Organizzazione e Modalita' Didattiche.
  • Lezione 1: Introduzione all'IA.
  • Lezione 2: Agenti razionali.
  • Lezione 3: Problem Solving come Ricerca.
  • Lezione 4: Algoritmi di Ricerca Informata.

  • Lezione 5: Introduzione al Mid Term test n. 1.
    • Le soluzioni saranno rese disponibili dopo l'esonero.
  • Lezione 6: Esempi ed esercizi su problemi di Ricerca: vacuum world e implementazioni Python della ricerca informata.
  • Lezione 7: Algoritmi Complessi di Ricerca: Local and On-Line search.
  • Lezione 8: Agenti Logici: Conoscenza, Linguaggi Logici ed Inferenza .
    Suggest Readings
  • Lezione 9: Agenti Logici: il ruolo del Calcolo Proposizionale.
  • Lezione 10: Agenti Logici: Rappresentazione della Conoscenza nel Calcolo dei Predicati.
  • Lezione 11: Agenti Logici: Inferenza nel Calcolo dei Predicati e Programmazione Logica.
  • Lezione 12a: Elaborazione del Linguaggio Naturale: Rappresentazione del Mondo e Linguaggio per le interfacce robotiche: l'esperienza di LU4R.
    (accedi anche QUI al VIDEO interno alla presentazione)
  • Lezione 12b: Elaborazione del Linguaggio Naturale: Introduzione alle nozioni linguistiche di base ed al processo di analisi dei dati linguistici..
    • Esercizio: Elaborazione del Linguaggio Naturale: Un interprete sintattico..
      Trasformare il codice in un sistema di riscrittura che genera alberi sintattici per le frasi di esempio. Estendere l'insieme delle frasi e delle voci nel dizionario (predicato Word/4).
    • Readings: D. Jurafsky and J.H. Martin (200). Speech And Language Processing: An Introduction to Natural Language Processing, Computational Linguistics, and Speech Recognition. Prentice Hall. (PDF Here) Chapter 1, 2.
    • Readings: Basics in NL Semantics. P. Blackburn and J. Bos. Representation and Inference forNatural Language; A First Course in Computational Seman-tics. CSLI Lecture Notes, 2005.
    • Readings: Prolog and Natural Language Analysis. F. Pereira, S. Shieber, CLSI notes, 1987. Chapter 4: "Further Topics in NL Analysis". (Full PDF here).
  • Lezione 13: Elaborazione del Linguaggio Naturale: Semantica del linguaggio e Programmazione Logica..

  • Argomenti Facoltativi del Programma

  • Lezione 14: Gestione dell'Incertezza: Inferenza Incerta e Probabilita'
    • Lezione 14.1: Modelli Bayesiani. Applicazioni: Classificazione e Metodi Bayesiani Naive.
      Una introduzione alla classificazione dei testi ed alla valutazione delle prestazioni dei sistemi di Machine Learning.
    • Lezione 14.2: Introduzione a Weka ed alla valutazione delle prestazioni degli algoritmi di classificazione
    • Esercizio 14: Uso di Weka per la classificazione bayesiana.
      Applicazione al data set IRIS ed alla classificazione dellle domande.
  • Lezione 15: Introduzione al ML: Definizione e framework formale di riferimento
  • Lezione 16: Apprendimento da Esempi: Metriche e Metodologie. Gli alberi di decisione.
  • Lezione 17: Introduzione alle reti neurli: dal Percettrone alle Reti convoluzionali. Complessità dei modelli, Modelli Lineari, SVMs e MultiLayer Perceptrons.

  • Approfondimento: Introduction to document modeling: from Information Retrieval to Natural Language Processing models of free texts.

    Short Bibliography:


Link Utili


LABORATORI: Progetti ed Esercizi